Effet du CO2 sur une culture de tomate sous serre

Faibles niveaux de CO2

En plein jour, dans une serre non ventilée, le taux en CO2 peut descendre jusqu’à 150/200 ppm, à ce niveau, le plant de tomate se retrouve tout près du point de compensation en CO2. Le point de compensation correspond au moment où le taux de photosynthèse équivaut à celui de la photo respiration. À ce point critique, le plant ne consomme et ne fabrique pas de biomasse. Ceci provient du fait que le rapport O2/CO2 dans l’air de la serre est alors élevé et que l’enzyme Rubis CO peut réagir autant avec le CO2 (photosynthèse) qu’avec l’O2 (photo respiration). Donc, malgré des conditions climatiques favorables (lumière, eau, température et hygrométrie), la croissance des plantes sera nulle.

Le taux de photosynthèse d’un plant de tomate est fortement influencé par la concentration de CO2 . Autour de 180-200 ppm le taux de photosynthèse correspond à environ 50% de ce qu’il est à 380 ppm. Au niveau de l’équilibre entre la croissance végétative et générative, une faible concentration en CO2 favorise beaucoup plus la croissance végétative.

Hauts niveaux de CO2 :

En général, plus l’intensité lumineuse est grande, plus l’augmentation du CO2 engendrera des niveaux photosynthétiques élevés . L’effet le plus marqué se produit entre 150 et 350 ppm, mais il reste tout de même très élevé jusqu’à 600 ppm. De 600 à 1 000 ppm, l’augmentation de l’activité photosynthétique est toujours notable, mais diminuée. Finalement, l’augmentation à des niveaux supérieurs à 1 000 ppm est assez faible et avec un maximum aux environs de 1 500 ppm. Ce plafond est le résultat de limites physiologiques du plant. À de hautes concentrations, la Rubis CO ne se régénère pas assez rapidement, ce qui limite la photosynthèse. Le gain en production résultant de l’enrichissement en CO2 d’une culture de tomates est de nos jours universellement reconnu. Lorsque la concentration moyenne pendant une saison de culture passe de 350 ppm à 600 ppm, l’accroissement de la production est de 15 à 20% (Wacquant, 1995). Avec un niveau plus élevé de 800–1 000 ppm, le gain pourrait aller jusqu’à 30% (Nederhoff, 1994).

Plus en détail, la photosynthèse d’un plant de tomate aux environs de 1 000 ppm est 40 à 70 % plus élevée que celle d’un plant au niveau du CO2 atmosphérique (380 ppm). Cela se traduit par des rendements supérieurs de l’ordre 30-35 % en début de culture, ce qui peut représenter une augmentation de l’ordre de 1 à 2 kg/m2 lors du premier mois de récolte (Wacquant, 1995). Toutefois, ces gains de l’activité photosynthétique sont diminués avec le temps : les rendements à 1 000 ppm qui étaient supérieurs de 30-35 % en début de culture diminuent à 10-20 % avec le temps. Ceci s’explique par l’adaptabilité des plants à ces niveaux élevés de CO2 dans l’air. En effet, une exposition à de hauts niveaux de gaz carbonique entraîne souvent une diminution de l’indice foliaire des plants. Cette diminution de la surface foliaire vient amoindrir les gains photosynthétiques de l’enrichissement carboné.

En ce qui a trait à la relation lumière-CO2, il faut considérer le cas où la lumière devient le facteur limitant de la croissance. Lorsque le niveau de lumière est faible, comme c’est souvent le cas en hiver dans les serres, de hautes concentrations de CO2 peuvent s’avérer profitables. Encore une fois, l’explication se trouve au niveau de la Rubisco.

En créant un rapport O2/CO2 très faible, ça provoque une baisse importante de la photo respiration (consommation en carbone). De ce fait, le gain net en carbone sur une base journalière est augmenté.

Les effets plus spécifiques de l’augmentation des niveaux de CO2 par l’enrichissement carboné sur les plants de tomate sont les suivants :

⇒ Augmentation de la matière sèche dans toutes les parties de la plante, surtout au niveau de l’allongement racinaire;

⇒ Augmentation de la croissance des tiges;

⇒ Épaississement des feuilles;

⇒ Diminution des besoins en eau de plants en raison de la diminution de la transpiration;

⇒ Augmentation du nombre de grappes en fleurs et du nombre de fleurs par grappe;

⇒ Anthèse plus rapide;

⇒ Diminution de l’avortement florale;

⇒ Augmentation du nombre total de fruits et/ou de leur calibre;

⇒ Hausse du taux des sucres dans les fruits.

⇒ Ralentissement du mûrissement en raison de la diminution de la respiration des feuilles;

⇒ Pour un plant de tomates qui a un bon ratio feuilles/fruits, l’enrichissement carboné va favoriser la croissance générative. Par contre, pour un plant qui est en déséquilibre végétatif, l’injection du CO2 aura pour effet de favoriser la croissance végétative, ce qui sera néfaste pour la production.                                                                                                               

Oubeza brahim